本发明涉及桥梁结构工程,具体涉及一种钢和混凝土叠合板拱形组合梁桥及施工方法。
背景技术:
1、目前,随着交通建设的快速推进,交通道路逐渐向一些地形、环境较为复杂的地区延伸,立体化程度也越来越高,形成了大批量的特殊桥梁结构的建设需求。因此,需要提出相对应的合理、高效的结构形式,一方面在保证安全性的同时降低桥梁材料用量、施工难度,提高建设效率以及经济效益,另一方面提高桥梁的跨越能力,降低结构对下部道路、河流以及周边环境的影响,同时在一些自然、生态景区进行建设时,需要兼顾造型美观,不破坏原有的风景。
2、相关现有技术中的现浇或预制混凝土结构桥梁,自重大、高度大、跨越能力差、施工周期长,同时施工过程中往往需要使用大量的临时支架以及大型吊装设备,对周边环境、下部空间有较大的影响;传统的钢结构桥梁则由于构件分段多、构造复杂、材料强度利用率低等问题,同样存在结构高度大、需要大量临时支架以及吊装步骤繁琐等问题,同时传统结构造型较为呆板,美观性欠佳。
技术实现思路
1、本发明旨在提供一种钢和混凝土叠合板拱形组合梁桥及施工方法,以解决现有技术中的上述技术问题。
2、为了实现上述目的,本发明提供一种钢和混凝土叠合板拱形组合梁桥,包括埋入式桥台、坦拱和桥面板,所述的埋入式桥台包括桥台桩基础和混凝土台座,所述的坦拱包括钢主梁和钢次梁,所述的混凝土台座包括梯形的钢筋混凝土桥台和钢主梁的埋入段,桥台桩基础浇筑于所述梯形的钢筋混凝土桥台的下方;所述的钢主梁沿桥梁跨度方向布置;钢主梁之间通过钢次梁连接;所述的桥面板采用钢筋混凝土叠合板的结构,由预制板和现浇层组合形成共同受力的整体,预制板铺设在钢次梁之间。
3、优选地,所述的钢主梁采用矢跨比在1/20到1/12之间的小曲率坦拱形状。本申请中,小曲率是指曲率半径在20m以上的曲率,都是桥梁里面的小曲率。
4、优选地,所述的钢次梁采用工字型断面,钢次梁上缘布置栓钉连接件,与所述的钢筋混凝土叠合板组合。
5、优选地,所述的钢主梁采取“少主梁”形式布置,即垂直于桥梁跨度方向的间距在10m以上。
6、优选地,对于桥面宽度不大的桥梁,只采用两道或三道钢主梁。
7、本申请中,桥面宽度小于5m的时候,认为桥面宽度不大。
8、优选地,所述的钢主梁采用开口和闭口结合的断面形式,在跨中正弯矩区,采用开口箱型断面,在支座负弯矩区,采用闭口箱型断面。
9、优选地,所述的开口箱型断面的上缘布置普通栓钉连接件。
10、优选地,所述的闭口箱型断面的上缘根据受力分析结果,若存在顶板受拉的情况,则布置抗拔不抗剪连接件,若不存在顶板受拉的情况,则布置普通栓钉连接件。
11、优选地,所述钢主梁的端部埋入在梯形的钢筋混凝土桥台中,在埋入段的钢主梁的端部设置承压端板,承压端板的一侧与钢主梁之间采用加劲肋连接,承压端板的另一侧则通过锚杆与混凝土台座锚固。
12、优选地,所述支座负弯矩区的闭口箱型断面内根据受力分析结果灌注混凝土,对灌注混凝土的区域,钢箱梁板件的内侧均布置栓钉连接件。
13、优选地,所述的预制板直接铺设在主梁之间,此时预制板的宽度为1m-2m,以便更贴合地布置在弧形的钢主梁上缘。
14、本发明还提供一种所述的钢和混凝土叠合板拱形组合梁桥的施工方法,包括以下步骤:
15、s1、桩基础施工和混凝土台座施工,台座施工时预埋钢主梁的埋入段;
16、s2、搭设临时支撑,安装钢主梁,钢主梁两端与埋入段外伸部分采用高强螺栓连接或现场焊接;
17、s3、钢主梁节段在临时支撑上采用高强螺栓连接或现场焊接;
18、s4、钢次梁与钢主梁的腹板处外伸出来的牛腿采用高强螺栓连接或现场焊接;
19、s5、在钢次梁之间铺设混凝土预制板;
20、s6、在预制板表面绑扎现浇层钢筋,然后浇筑现浇层混凝土;
21、s7、待混凝土达到强度之后,拆除临时支撑;
22、s8、安装桥面附属结构。
23、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
24、1.小曲率的拱形组合梁桥特别适用于跨越两侧均为山体或斜坡的工程环境,不仅造型优美,而且能充分利用两侧基础的受力性能优势;
25、2.小曲率的拱形组合梁桥巧妙地发挥了钢混组合梁和钢管混凝土两种结构形式的受力性能优势,在跨中正弯矩区充分发挥组合梁的优势,抵抗正弯矩,而且钢箱梁内部不灌注混凝土,最大限度地减少了结构的自重,在支座负弯矩区充分发挥钢管混凝土构件的优势,抵抗轴力和部分负弯矩,通过钢箱梁灌注混凝土最大程度提升截面的刚度和承载力,还能有效降低结构的钢材用量;
26、3.桥面板采用叠合板形式,可实现免模板施工,预制板的铺设快速方便,最大程度缩短了施工周期,避免了施工对下部交通的影响;特别的,预制板铺设在次梁之间,可以解决拱形钢主梁上缘是弧形导致预制板贴合不紧密的问题;
27、4.综上,该结构形式特别适用于50-200m跨度的桥梁结构,可最大限度地发挥组合结构的优势,不仅具备良好的景观效果,还能有效降低工程造价,缩短施工周期。
1.一种钢和混凝土叠合板拱形组合梁桥,其特征在于,所述的钢和混凝土叠合板拱形组合梁桥包括埋入式桥台、坦拱和桥面板,所述的埋入式桥台包括桥台桩基础和混凝土台座,所述的坦拱包括钢主梁和钢次梁,所述的混凝土台座包括梯形的钢筋混凝土桥台和钢主梁的埋入段,桥台桩基础浇筑于所述梯形的钢筋混凝土桥台的下方;所述的钢主梁沿桥梁跨度方向布置;钢主梁之间通过钢次梁连接;所述的桥面板采用钢筋混凝土叠合板的结构,由预制板和现浇层组合形成共同受力的整体,预制板铺设在钢次梁之间。
2.根据权利要求1所述的钢和混凝土叠合板拱形组合梁桥,其特征在于,所述的钢主梁采用矢跨比在1/20到1/12之间的小曲率坦拱形状。
3.根据权利要求1所述的钢和混凝土叠合板拱形组合梁桥,其特征在于,所述的钢次梁采用工字型断面,钢次梁上缘布置栓钉连接件,与所述的钢筋混凝土叠合板组合。
4.根据权利要求1所述的钢和混凝土叠合板拱形组合梁桥,其特征在于,所述的钢主梁采取“少主梁”形式布置,即垂直于桥梁跨度方向的间距在10m以上。
5.根据权利要求1所述的钢和混凝土叠合板拱形组合梁桥,其特征在于,所述的钢主梁采用开口和闭口结合的断面形式,在跨中正弯矩区,采用开口箱型断面,在支座负弯矩区,采用闭口箱型断面。
6.根据权利要求5所述的钢和混凝土叠合板拱形组合梁桥,其特征在于,所述的开口箱型断面的上缘布置普通栓钉连接件。
7.根据权利要求5所述的钢和混凝土叠合板拱形组合梁桥,其特征在于,所述的闭口箱型断面的上缘根据受力分析结果,若存在顶板受拉的情况,则布置抗拔不抗剪连接件,若不存在顶板受拉的情况,则布置普通栓钉连接件。
8.根据权利要求1所述的钢和混凝土叠合板拱形组合梁桥,其特征在于,所述钢主梁的端部埋入在梯形的钢筋混凝土桥台中,在埋入段的钢主梁的端部设置承压端板,承压端板的一侧与钢主梁之间采用加劲肋连接,承压端板的另一侧则通过锚杆与混凝土台座锚固。
9.根据权利要求5所述的钢和混凝土叠合板拱形组合梁桥,其特征在于,所述支座负弯矩区的闭口箱型断面内根据受力分析结果灌注混凝土,对灌注混凝土的区域,钢箱梁板件的内侧均布置栓钉连接件。
10.根据权利要求1所述的钢和混凝土叠合板拱形组合梁桥,其特征在于,所述的预制板直接铺设在主梁之间,此时预制板的宽度为1m-2m,以便更贴合地布置在弧形的钢主梁上缘。